Mars ja Phoenix-luotaimen tulokset

Kirkkonummen Komeetan esitelmäsarjassa oli vuorossa 16.12.2008 Harri Haukka ja hänen aiheensa oli Mars ja Phoenix-luotaimen tulokset. Esitelmä oli Kirkkonummen koulukeskuksen auditoriossa. Kirkkonummen Kansalaisopisto kustansi esitelmän. Esitelmää kuunteli 62 henkeä.

Klikkaa kuvaa!
Harri Haukka esitelmöi Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.

Yhdysvaltain avaruushallinnon NASAn Phoenix Mars -alus toimi menestyksellisesti Marsin pinnalla toukokuusta marraskuuhun 2008. Aluksessa oli mukana Ilmatieteen laitoksen suunnittelema kaasukehän paineinstrumentti, joka on toiminut erinomaisesti mittaamalla Marsin kaasukehän vuorokausi- ja vuodenaikavaihteluita ja on havainnut myös Marsin pölypyörteita. Phoenix antoi runsaasti uutta tietoa Mars-planeetan ilmaston historiasta ja kehityksestä, sekä erityisesti Marsin pohjoisen pallonpuoliskon olosuhteista ja veden määrästä. Havaintoaineiston analysointi koko toimintakaudelta on aloitettu. Havainnot viittaavat siihen, että Mars-planeetan pääosin hiilidioksidista koostuva harva, kuiva ja kylmä kaasukehä on menneisyydessä ollut huomattavasti nykyistä tiheämpi, lämpimämpi ja kosteampi. Marsin kaasukehän tuntemus auttaa ymmärtämään entistä paremmin koko planeettakuntamme ja myös Maan kaasukehän kehitystä ja muuttumista.

Klikkaa kuvaa!
Harri Haukan esitelmää kuunteli yli 60 henkeä. Kuva Seppo Linnaluoto.

Insinööri Harri Haukka työskentelee Ilmatieteen laitoksen avaruusprojekteissa erityisenä kohdealueena Mars-hankkeet. Haukka on mm. osallistunut NASAn Mars Science Laboratory- ja ESAn ExoMars-mönkijöiden kosteus- ja paineantureiden suunnitteluun. Tällä hetkellä Haukka toimii Ilmatieteen laitoksen systeemi-insinöörinä suomalais-venäläisessä MetNet Mars -hankkeessa.

Harri Haukka on tuttu monille tähtiharrastajille oltuaan kaksi vuotta Tähtitieteellisen yhdistyksen Ursan hallituksen varajäsenenä sekä olemalla aktiivinen kerho- ja seuratoiminnassa. Haukka toimii myös Suomen avaruustutkimusseuran hallituksen jäsenenä toimikaudella 2009-2011.

Avaruustutkimuksen historiaa Ilmatieteen laitoksessa

Esitelmöitsijä aloitti katsauksella avaruustutkimuksen historiaan. Tänä vuonna nimittäin Ilmatieteen laitoksessa tehty avaruustutkimus täytti 20 vuotta.

Ilmatieteen laitos oikeastaan laskee avaruustutkimuksen alkaneen jo vuodesta 1838, jolloin Suomen Geomagneettinen Observatorio perustettiin. Laitoksen johtajana oli J. J. Nervander. Laitos aloitti v. 1844 magneettiset tutkimuksensa Kaisaniemessä.

1957 aloittivat toimintansa automaattiset revontulikamerat. 1985 Ilmatieteen laitoksessa aloitettiin ensimmäisen suomalaisen avaruuslaitteen rakentaminen. Ja 1988 lensi ensimmäinen suomalainen avaruuslaite.

Tähän vuoteen mennessä Ilmatieteen laitos on osallistunut lähes 40:nen avaruuslaitteen tekoon. Mitä nämä ovat olleet? Meteorologisia mittalaitteita on 8 kpl, plasmaa tai pölyä mittaavia massaspektrometreja on 16, pinta-ainetta tutkivia laitteita 5 ja keskustietokoneita 4 sekä muita 5 kpl.

Eniten avaruuslaitteita on lähetetty Marsiin, 19 kpl. Komeettoihin on lähetetty 7, Maata kiertämään on lähetetty 7 laitetta. Venukseen on lähetetty kaksi, Saturnuksen Titan-kuuhun yksi, Maan Kuuhun yksi ja Aurinkoa tutkii yksi laite.

Miten sitten avaruustutkimus Ilmatieteen laitoksessa alkoi? Kaikki alkoi siitä, että Neuvostoliitto teki 1984 Suomelle tarjouksen suomalaisesta kosmonautista. Tätä ei pidetty suotavana tiedepiireissä ja sitäpaitsi se olisi tullut kalliiksi. Niinpä pyrittiin saamaan jotakin muuta tilalle avaruusalalta. Ja niin Ilmatieteen laitos pääsi mukaan ensimmäiseen avaruusohjelmaan, jonka tarkoituksena oli tutkia Marsin Phobos-kuuta.

Miksi Marsia tutkitaan?

Marsia tutkitaan mm. siksi, että sen olosuhteet muistuttavat eniten Maata. Venus tosin on lähes täsmälleen Maan kokoinen, mutta sen ilmanpaine on hyvin suuri ja kasvihuoneilmiö on siellä päässyt valloilleen.

Marsin pinta-ala on samaa suuruusluokkaa kuin Maan mantereiden pinta-ala. Marsista on verrattain niukasti havaintoja niin pinta- kuin etenkin pysty-profiilissa. Marsista on eniten havaintoja tekokuu-instrumenteista. Marsista on jonkin verran pitkiä havaintosarjoja, pääosin kuitenkaan ei.

Klikkaa kuvaa!
Planeetta Mars. Kuva NASA.

Marsin ominaisuuksia

Marsin pyörähdysaika akselinsa ympäri on lähes sama kuin Maan eli 24 h 40 min. Ja pyörähdysakselin kaltevuus on asteen tarkkuudella sama kuin Maan.

Marsin vuoden pituus on 687 päivää eli 1,88 Maan vuotta. Marsin läpimitta on 6800 km eli noin puolet Maan halkaisijasta. Painovoima Marsin pinnalla on 38 % Maan painovoimasta. Auringonpaistetta Mars saa 44 % siitä mitä Maa.

Ilmanpaine Marsin pinnalla on alle prosentti Maan ilmanpaineesta. Ilmakehän koostumus on aivan erilainen. 95 % Marsin ilmakehästä on hiilidioksidia, 3 % typpeä ja 2 % argonia. Happea on äärimmäisen vähän, vain 0,1 %.

Lämpötila Marsin pinnalla vaihtelee yön jopa 128 pakkasasteesta päivän jopa 20 lämpöasteeseen.

Phoenix Marsissa

Phoenix on NASA:n luotain, joka laskeutui Marsin pohjoiselle napa-alueelle 26.5.2008. Phoenix lähetettiin Marsiin elokuussa 2007. Phoenix on varrattain halpa hanke, joka maksoi noin 400 miljoonaa dollaria. Se on saanut nimensä feeniks-linnusta, joka nousi aikaisempien luotainten tuhkasta.

Klikkaa kuvaa!
Phoenix Marsin pinnalla. Taiteilijan kuva. Kuva NASA.

Phoenix-laskeutujalla oli mm. seuraavia tieteellisiä tavoitteita: veden historia laskeutumispaikalla, elokelpoisuus ennen ja nyt sekä napa-alueiden meteorologia ja vuorovaikutus.

Phoenixissa oli monenlaisia tutkimuslaitteita. Siellä on mm. robottikäsivarsi, jolla kaivetaan näytteitä Marsin pinnan alta. Näytteitä analysoidaan mm. mikroskoopilla.

Robottikäden päässä on mittalaite, jonka avulla tutkitaan pinta-aineen lämpötilaa, lämmönjohtavuutta (jään määrää) ja sähköjohtavuutta (sulan veden määrää).

Phoenixissa on mm. TEGA-laite, jonka epäonnisia tutkimuksia selostettiin Komeetan Pyrstö -lehdessä 4/2008 (lehti verkossa osoitteessa www.ursa.fi/yhd/komeetta/komeetanpyrsto4-2008.htm).

Phoenixissa on mm. MEGA-laite, eräänlainen märän kemian laboratorio.

Ilmatieteen laitoksen panos Phoenixiin on PHX-P, joka on suomalaisen yhteistyön tulos. PHX-P:n tieteelliset tavoitteet olivat sääilmiöiden havainnointi, esimerkiksi sään vaihtelu vuorokauden- ja vuodenajan mukaan, pölypyörteiden tutkiminen, säärintamat, myrskyt sekä veden kiertokulku, kaasukehän ja pinnan vuorovaikutus.

PHX-P on pieni laite, sen massa on alle 80 grammaa ja tehonkulutus alle 72 mW. PHX-P-projekti käynnistyi lokakuussa 2004, ensimmäinen prototyyppi oli valmis helmikuussa 2005 ja maaliskuussa 2006 lentomalli luovutettiin etennpäin testattavaksi.

Phoenix lähetettiin avaruuteen 4. elokuuta 2007 ja se laskeutui Marsiin 26.5.2008. Näin suomalainen mittalaite pääsi vihdoinkin ehjänä Marsiin.

Phoenix varmensi vesijään ja ikiroudan olemassaolon. Vettä on ollut nestemäisessä muodossa, kenties valtameri. Maaperän koostumus ja ainesosat olisivat mahdollisia elämälle.

Klikkaa kuvaa!
Phoenixin robottikäsivarsi. Kuva NASA.

Meteorologisia havaintoja tehtiin myös. Mitattiin mm. paineen vuorokautista ja vuodenaikaista vaihtelua, tehtiin lämpötilamittauksia, havaittiin pölypyörteitä, tuulta ja lumisadetta.

Klikkaa kuvaa!

Tulevaisuuden Marstutkimus

NASA:n seuraava Mars-laskeutuja on henkilöauton kokoinen mönkijä, joka lähetetään vuonna 2011. Ilmatieteen laitos on jälleen mukana, se toimittaa painemittalaitteen ja kosteusmittalaitteen.

Suomalais-venäläinen MetNet-hanke on myös suunnitelmissa. Sen kokonaismassa on 17 kg, Marsin pinnalle saapuu 9 kg, josta hyötykuormaa on 2,5 kg. Se on tarkoitus lähettää 2011 tai 2014. MetNetin hyötykuormaan kuuluu mm. panoraamakamera, tuulimittari, painelaite, lämpötilamittarit, kosteuslaite, optisen syvyyden mittalaite ja magnetometri.

Seuraavana Komeetan esitelmäsarjassa on vuorossa dosentti Heikki Nevanlinna, jonka aiheena on avaruustutkimuksen vaiheita ennen ja nyt. Se on tiistaina 13.1. klo 18.30 Kirkkonummen koulukeskuksen auditoriossa. Helsingin yliopiston Vapaan sivistystyön toimikunta rahoittaa esitelmän. Vapaa pääsy, tervetuloa!

Seppo Linnaluoto